低极数电机为何多出现相间故障？

电机作为一种将电能与机械能相互转换的电磁机械装置，其运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。电机进行能量转换时，应具备能作相对运动的两大部件：建立励磁磁场的部件和感生电动势并流过工作电流的被感应部件。这两个部件中，静止的称为定子，作旋转运动的称为转子。定、转子之间有空气隙，以便转子旋转。电磁转矩由气隙中励磁磁场与被感应部件中电流所建立的磁场相互作用产生。通过电磁转矩的作用，发电机从机械系统吸收机械功率，电动机向机械系统输出机械功率。

电机的极数是指电机内部的磁场极对数，它决定了电机的同步转速。极数越少，同步转速越高。常见的低极数电机主要有两极电机、四极电机等。这些电机在工业生产中应用广泛，但由于其结构特点，也更容易出现相间故障。

相间故障通常指的是电机绕组中不同相之间的电气故障，如相间短路、相间绝缘损坏等。这一故障不仅会导致电机性能下降，甚至可能引发严重的设备损坏和安全事故。从故障电机的统计可以发现，就相间故障而言，两极电机的问题要相对集中一些，而且大多发生在绕组端部，主要原因如下：

一、绕组线圈设计与制造难度

● 跨距较大：低极数电机的绕组线圈跨距相对较大，这增加了绕组端部的复杂性和制造难度。

● 端部整形挑战：由于跨距大，绕组端部的整形成为嵌线过程中的一个难题，容易导致相间绝缘的固定和绕组绑扎困难，进而出现相间绝缘移位问题。

二、绝缘与绑扎问题

● 绝缘材料：三相电机绕组相与相之间的绝缘措施不尽相同，对于低压电机软绕组，大多采用绝缘纸进行隔离。然而，在绕组端部的绑扎过程中，相间绝缘很可能会发生不同程度的位移。

● 绑扎工艺：绕组引接线在端部绑扎位置以及从定子内腔向外引出的过程中，都可能存在与异相直接接触的风险。当引接线绝缘护套有破损时，较容易出现相间绝缘故障。

三、测试与质量控制

● 耐电压测试局限性：虽然规范的电机厂家在生产制造过程中会采用耐电压测试来检查相间故障，但击穿的极限状态有时在绕组性能测试及空载试验中难以察觉。这类问题往往在电机的实际带载运行中才得以显现。

● 出厂试验限制：电机负载试验是型式试验的重要环节，然而在出厂试验时，往往只进行空载试验，这增加了带问题电机出厂的风险。

四、操作与工艺符合性

● 操作规范性：电机绕组的相间和对地故障，除绝缘材料本身的因素外，主要与操作及工艺符合性有关。如果操作不规范，如端部整形时工具不合适、用力重击，或电磁线接头部位不规整，都有可能导致相间绝缘受损。

● 运输与装配影响：绕组在运输及装配过程中，端部受外力作用磕碰，同样是导致相间绝缘故障的重要因素。

综上所述，低极数电机多出现相间故障的原因主要包括绕组线圈设计与制造难度、绝缘与绑扎问题、测试与质量控制局限性以及操作与工艺符合性不足。为了确保电机质量，必须从制造工艺的规范性着手，严格把控每一个环节，减少不良操作，并针对不同的绕组特性采取相应的强化措施。

审核编辑 黄宇